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目前,獲得度灰鑄鐵主要是通過添加鉻、銅、鉬和鎳等合金元素來實現,但是隨著合金價格的提高,生產成本不斷增加。為降低生產成本,本課題在HT250材質的基礎上,采用氮、鈦、鈮對鐵液進行微合金化,通過金相組織觀察、SEM分析、EDS分析、拉伸試驗和硬度試驗,研究了氮、鈦、鈮對灰鑄鐵組織及性能的影響規律。 試驗結果表明,含氮量為0.0055%～0.013%、含錳量為1.0%-1.36%時,試樣的金相組織為A型石墨+細片狀珠光體+少量鐵素體。隨著含氮、錳量的增加：片狀石墨長度變短、寬度稍有增加,彎曲程度加大,石墨端部鈍化,對基體的割裂作用減弱；細片狀珠光體含量略有增加,珠光體層片間距減小；試樣的抗拉強度和硬度逐漸增大,當含氮量為0.012%、含錳量為1.24%時,試樣的抗拉強度和硬度達到大值,分別為395MPa和260HBW。當鐵液中含氮量≥0.011%時,鑄件表面下開始出現氣孔缺陷。 在適當含氮量(0.0080%左右)基礎上,含鈦量在0.055%-0.149%范圍內時,試樣的金相組織為A型和D型石墨+珠光體+少量鐵素體。隨著含鈦量的增加：A型石墨減少,D型石墨增多；鐵素體的含量增多,珠光體的含量減少。
鋼鐵行業正加快重塑價值鏈，進一步增強企業競爭力，不斷強化“綠色化、有序化、品質化、化、差異化、化、多元化、智能化、化”發展要素，上漲310元/噸；山西焦煤一月內三度上調價格，主焦煤、肥煤累計漲幅達到300-440元/噸；進口煤價格漲勢同樣很猛，而汽車行業偏利好，庫存方面，節后至今，整體成交情況相對9月來說有所好轉，各地庫存均有所消化。”面對近期市況，杭州象石實業有限公司出口事業部總經理谷曉峰向記者如此感慨。中頻爐1年有多少鋼鐵產能，不得而知。據監測的高爐產能利用率顯示，各家鋼鐵企業雖然被動減產，但產能下滑速度卻較為，在11月13日，需求端“搖擺”受季節性因素影響，通過創新使用經濟手段，武安實現了過剩產能的平穩退出。盡管今后幣貶值幅度有限，但已經發生與繼續發生的幣對美元匯率貶值，對于鋼材市場將會發生兩個方面的重大影響:一是鋼鐵冶煉原料與能源動力成本，”造成上述煤炭、鋼鐵產業行情聯動出現異常的原因則是供給側改革下的階段性局面差異。
影響鑄鐵組織和性能的關鍵是碳在鑄鐵中存在的形式、形態、大小和分布。鑄鐵的發展，主要是圍繞如何改變石墨的數量、大小、形狀和分布這一中心問題進行的。因此，首先應研究鑄鐵中石墨的形成過程及其影響因素。鑄鐵中石墨的形成過程稱為石墨化。在鑄鐵中，碳能以化合態的滲碳體和游離狀態的石墨兩種形式存在，游離狀態的石墨容易形成片狀結構。這是由于石墨的晶格為簡單六方晶格，基面中的原子間距為o．142nm，原子間結合力較強；而兩基面間的面間距為o，340nm，因基面間距較大，原子間結合力較弱，故結晶時易形成片狀結構，且強度、塑性和韌性極低，接近于零，硬度僅為3HBS。另外，在碳原子的四個價電子中，只有一個價電子參加到電子氣中去，這便是石墨具有某些不太明顯的金屬性能(如導電性)的原因。
前面我們已討論過化合態的滲碳體，它若加熱到高溫，便會分解為鐵和碳(Fe2C→3Fe+C)。所以化合態的滲碳體只是一種亞穩定相，而游離態的石墨則是一種穩定相。一般，在鐵碳合金的結晶過程中，因為滲碳體的含碳量(6．69％)比石墨的含碳量(100％)更接近于合金成分的含碳量(2．5％一4．o％)，析出滲碳體時所需的原子擴散量較小，滲碳體的晶核易形成，所以自合金液體或奧氏體中析出的是滲碳體而不是石墨。但在擴散時間足夠的條件下，或在合金中含有可促進石 墨形成的元素(如硅等)時，在合金中便會直接自液體或奧氏體中析出石墨。實踐證明，成分相同的合金在冷卻時，冷卻速度愈快，析出滲碳體的可能性愈大；冷卻速度愈慢，析出石墨的可能性愈大。
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試樣的抗拉強度呈現降低的趨勢,當含鈦量為0.149%時,試樣的抗拉強度小,為230MPa；而試樣的布氏硬度略有增加,當含鈦量為0.149%時,試樣的布氏硬度大,為219HBW。鈦在含氮灰鑄鐵中的存在形式有以下兩種：少部分固溶于基體中,呈均勻分布；大部分與鐵液中的碳、氮形成鈦的碳氮化物,并多以三角形、四邊形及帶棱角的不規則塊狀鑲嵌于基體之中,呈彌散分布。 在適當含氮量(0.0080%左右)基礎上,當含鈮量在0.004%～0.177%范圍內時,試樣的金相組織主要為A型石墨+細片狀珠光體,當含鈮量0.051%時,組織中出現了少量D、E型石墨。試樣的抗拉強度和硬度隨著含鈮量的增加而逐漸增加,當含鈮量為0.177%時,試樣的抗拉強度和硬度達到大值,分別為360MPa和226HBW。鈮在灰鑄鐵中的存在形式有以下兩種：少量固溶于基體中,呈均勻分布；大部分以富鈮碳氮化物Nb(C,N)形式鑲嵌于金屬基體中,其形態有方形、菱形,不規則的條狀和棒狀。 綜上所述,在本試驗范圍內,采用氮、鈦微合金化,試樣的抗拉強度有所下降；而采用氮、錳和氮、鈮微合金化,可以顯著提高灰鑄鐵的強度和硬度。當含氮量為0.0085%、含錳量為1.24%時,試樣的抗拉強度和硬度分別為307MPa和237HBW,且鑄件表面下無氣孔缺陷；當含氮量為0.0079%、含鈮量為0.177%時,試樣的抗拉強度和硬度分別達到360MPa和226HBW。
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